[發明專利]一種嵌入式實時系統中斷處理裝置及方法

有效

• 申請號: 200710148601.7
• 申請日: 2007-08-22
• 公開（公告）號: CN101140550A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 寧晨;李燦偉;黃毅;韓佳雨
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G06F13/24
• 分類號: G06F13/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及嵌入式系統領域，更具體地說，涉及一種嵌入式實時系統中斷處理的裝置及方法。

背景技術

隨著嵌入式技術的迅速發展，嵌入式實時操作系統正越來越廣泛地應用在工業自動化、電子通訊、家電等各個領域。同時，嵌入式操作系統運行的平臺也越來越多樣，對各種中斷源的處理也越來越復雜。在這種情況下，為了保證嵌入式平臺在處理中斷過程中的系統穩定性和實時性，原來的中斷處理技術也隨之不斷發展。

目前用于嵌入式實時系統中中斷處理方法主要包括以下流程：(1)硬件設備產生中斷信號，并上報給中斷控制器，由中斷控制器進行中斷優先級判斷以及屏蔽控制后，再產生中斷觸發信號上報給CPU(中央處理器)；(2)CPU再根據相應的中斷向量查找中斷向量表，從而跳轉至ISR(中斷服務例程)，開始執行用戶設定的中斷響應代碼進行中斷處理，并獲取中斷的相關信息；(3)在底層的中斷服務例程中調用上層注冊的回調函數，進行上層中斷業務的處理或業務的分發，在底層中斷上下文中執行完上層的代碼后中斷返回。例如采用這種處理流程的中央處理器包括英特爾公司制造的型號為PentiumII的處理器、摩托羅拉公司的PPC8270處理器等等。

但是在掛接中斷的設備越來越多樣化，嵌入式平臺越來越復雜的今天，現有的嵌入式實時系統的中斷處理方法在穩定性和實時性方面正面臨各種挑戰。首先，如果某種設備中斷過于頻繁，或者由于某種故障使中斷無法及時清除，當CPU退出中斷響應函數后，立即又會再次進入，周而復始，對于搶占式操作系統CPU將處于一種死循環狀態，無法再處理其它事情，最終導致內核工作隊列溢出或者看門狗溢出。例如，光口頻繁產生的中斷會造成其對接板一直處理中斷，使其他的任務得不到調度，如果在單板啟動時出現這種情況，會造成單板進程啟動超時，單板無法啟動成功的嚴重問題。其次，對于那些處理相當復雜的中斷，如果把復雜的中斷事件處理工作放在底層中斷響應函數中完成，則會造成其處理時間過長。而中斷響應處理時間過長，會影響CPU對其它中斷事件的及時響應，在某些情況下會嚴重影響系統的穩定性和實時性。

現有的專利文獻包括：專利申請號為CN200610154795.7的中國專利申請“構件化嵌入式操作系統中斷的實現方法”和專利號為US6574694的美國專利“Interrupt?optimization?using?time?betweensucceeding?peripheral?component?events”(利用外圍設備事件的時間間隔進行中斷優化的方法)。

第CN200610154795.7號中國專利申請存在以下不足：一、雖然該專利從內核軟件工程管理的角度，采用構件化技術實現嵌入式操作系統中斷處理，但是它增加了在中斷上下文中的處理時間，增加了系統的復雜度，從而影響CPU對其它中斷事件的實時響應，在某些情況下會犧牲系統的實時性；二、另外在中斷過于頻繁的情況下，會使嵌入式操作系統的CPU處于死循環狀態，內核無法調度和響應其他任務，從而引起系統崩潰或嚴重威脅系統穩定性。

第US6574694號美國專利存在以下不足：一、雖然在該專利中，對中斷事件進行了簡單的濾波處理，但是它不能根本性的解決中斷上報過于頻繁的情況下系統死機的情況；二、在中斷設備多樣、中斷處理復雜的情況下，會影響系統響應中斷的實時性。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種應用于嵌入式實時系統的中斷處理裝置及方法。

本發明提供的一種應用于嵌入式實時系統的中斷處理裝置，該裝置包括：中斷響應模塊、底層中斷回調處理模塊、中斷套接層守候任務處理模塊和上層中斷回調初始化模塊，

中斷響應模塊，用于在中斷信號觸發之后，進行中斷處理工作，觸發底層中斷回調處理模塊；

底層中斷回調處理模塊，根據中斷類型進行處理，通過同步機制和任務隊列將中斷處理結果釋放到中斷套接層守候任務處理模塊；

中斷套接層守候任務處理模塊，用于從中斷任務隊列取出待處理任務，查找套接層回調函數表，并用于執行嵌入式實時系統中的上層模塊注冊在套接層模塊中的后續中斷回調處理任務，包括進行中斷分發和處理。

上層中斷回調初始化模塊，由嵌入式實時操作系統上層觸發調用，進行套接層回調函數表的初始化和注冊操作。

上述的裝置，進一步包括：

中斷事件實時監測和控制模塊，用于對中斷事件定時進行檢測，根據檢測結果對相應中斷進行異步的中斷屏蔽控制。

上述的裝置，其中，中斷響應模塊具體為：